创新的口控触控板让瘫痪人士能够与计算机互动

Augmental’s first product is the MouthPad, which allows users to control their computer, smartphone, or tablet through tongue and head movements
The MouthPad allows users to control their computer, smartphone, or tablet through tongue and head movementsImage: Pexels/MART PRODUCTION
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  • Tomás Vega 早年因口吃而接触科技,这段经历启发了他在人类能力增强领域的工作。

  • Vega 联合创立了 Augmental 公司,该公司开发了 MouthPad,帮助行动障碍人士通过舌头和头部动作控制设备。

  • MouthPad 显著提升了残障人士的独立生活能力,助力记笔记和游戏等活动。

Tomás Vega 5 岁时开始口吃。这段经历让他深刻体会到残障可能带来的困境,也让他看到了科技的力量。

“键盘和鼠标是我的出口,”Vega 说,“它们让我能够流畅地完成自己想做的事情。在某种程度上,我得以超越自身的局限,因此我对人类能力增强和赛博格的概念着了迷。我也培养了同理心。我认为我们每个人都有同理心,只是我们会根据自身经历来运用它。”

此后,Vega 一直借助科技拓展人类的能力。他 12 岁开始编程。高中时,他帮助人们应对包括手部障碍和多发性硬化症在内的各种残障问题。大学期间,他先后就读于加州大学伯克利分校和麻省理工学院,并在此期间开发了帮助残障人士更加独立生活的技术。

如今,Vega 是 Augmental 的联合创始人兼首席执行官。这家初创公司致力于应用技术,让行动障碍人士能够无缝地与其个人计算设备互动。

Augmental 的首款产品是 MouthPad,用户可以通过舌头和头部动作控制电脑、智能手机或平板电脑。MouthPad 的压敏触控板贴合在上颚,并与一对运动传感器协同工作,通过蓝牙将舌头和头部动作实时转化为光标滚动和点击操作。

“大脑中有很大一部分区域专门负责控制舌头的位置,”Vega 解释道,“舌头由八块肌肉组成,其中大部分肌纤维是慢肌纤维,这意味着它们不容易疲劳。所以,我想,为什么不充分利用这些特点呢?”

脊髓损伤患者已经每天使用 MouthPad,独立地与自己喜爱的设备互动。Augmental 的一位用户,她因四肢瘫痪而行动不便,目前在大学学习数学和计算机科学。她表示,该设备帮助她编写数学公式,并能在图书馆学习,而其他基于语音的辅助设备并不适用于这些场景。

“她现在可以在课堂上做笔记,也能和朋友一起玩游戏,”Vega 说,“她变得更加独立了。她的母亲告诉我们,自从拿到 MouthPad,这是她受伤以来最重要的时刻。”

这正是 Augmental 的终极目标:提升已融入我们生活各个方面的科技产品的无障碍性。

“我们希望,手部严重受损的人使用手机或平板电脑时,能够和用手操作的人一样得心应手,”Vega 说。

这种口控触控板可以让瘫痪人士使用电脑。
这种口控触控板可以让瘫痪人士使用电脑。
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让计算机更易于使用

2012 年,Vega 作为加州大学伯克利分校的一年级新生,结识了日后的 Augmental 联合创始人 Corten Singer。那一年,他告诉 Singer,自己决心进入媒体实验室攻读研究生,四年后他如愿以偿,加入了由麻省理工学院 Germeshausen 媒体艺术与科学教授 Pattie Maes 领导的媒体实验室“流体界面”研究小组。

“我只申请了一个研究生项目,那就是媒体实验室,”Vega 说,“我认为那是唯一能让我做自己想做之事的地方,也就是增强人类的能力。”

在媒体实验室,Vega 修读了微加工、信号处理和电子学等课程。他还开发了可穿戴设备,帮助人们在线获取信息、改善睡眠并调节情绪。

“在媒体实验室,我能够运用自己在工程学和神经科学方面的背景来动手制作,这是我最热爱的事情,”Vega 说,“我把媒体实验室称为创客的迪斯尼乐园。我可以尽情玩耍、探索,毫无顾虑。”

Vega 曾倾向于脑机接口的构想,但在 Neuralink 实习期间,他转而寻求另一种解决方案。

“脑植入物在未来帮助人们方面潜力最大,但我看到了一些局限性,这促使我暂时不再投身于此,”Vega 说,“其中之一是漫长的开发周期。这些年来,我结识了许多朋友,他们都迫切需要一种解决方案。”

在麻省理工学院,他决定打造一种具备脑植入物全部潜力、同时又没有这些局限性的解决方案。

在麻省理工学院的最后一个学期,Vega 制作了他所说的“一个带有许多传感器的棒棒糖”,以测试口腔作为计算机交互媒介的可行性。结果非常成功。

“那时,我给我的联合创始人 Corten 打了电话,说:‘我认为这项技术有可能改变许多人的生活,’”Vega 说,“它未来还可能改变人类与计算机的互动方式。”

Vega 利用了麻省理工学院的多项资源,包括创业导师服务(Venture Mentoring Service)、MIT I-Corps 计划,并获得了麻省理工学院E14 基金的关键早期资助。2019 年底,Vega 从麻省理工学院毕业,Augmental 随之正式成立。

Augmental 根据用户口腔的扫描数据生成三维模型,从而为每款 MouthPad 进行设计。随后,团队使用牙科级材料对牙套进行 3D 打印,并集成电子元件。

借助 MouthPad,用户可以通过舌头滑动实现向上、向下、向左和向右滚动。用户还可以通过抿吸动作进行右键点击,通过按压上颚进行左键点击。对于舌头控制能力较弱的用户,可以使用咬合、紧咬等其他动作;而颈部控制能力较强的用户,则可以通过头部追踪来移动屏幕上的光标。

“我们希望打造一种多模态界面,让你可以选择适合自己的操作方式,”Vega 说,“我们希望能够适应每一种情况。”

扩大 MouthPad 的应用规模

Augmental 目前的许多用户都是脊髓损伤患者,其中一些人无法移动双手,另一些人则无法移动头部。游戏玩家和程序员也在使用这款设备。该公司最频繁的用户每天使用 MouthPad 的时间最长可达九小时。

“这非常了不起,因为这意味着它已经无缝融入了他们的生活,他们也从我们的解决方案中获得了许多价值,”Vega 说。

Augmental 希望在未来一年内获得美国食品药品监督管理局(FDA)的许可,以便用户能够借此控制轮椅和机械臂等设备。FDA 许可还将使用户能够获得保险报销,从而让该产品更加普及。

Augmental 已经在开发其系统的下一个版本,该版本将能够识别耳语以及内部发声器官更加细微的动作。

“这对我们早期的客户群体至关重要,因为他们中有很多人肺功能已经丧失或受损,”Vega 说。

Vega 也对 AI 智能体及其配套硬件的进展感到鼓舞。无论数字世界如何发展,Vega 相信 Augmental 都能成为一种造福所有人的工具。

“我们希望有朝一日能够提供一种随时可用、稳健且私密的智能交互界面,”Vega 说,“我们认为,这是人类所创造的最具表现力、可穿戴且免手持的输入系统。”

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